Железная руда

Классификация

Различаются следующие промышленные типы железных руд:

  • Титано-магнетитовые и ильменит-титаномагнетитовые в базитах и ультрабазитах
  • Апатит-магнетитовые в карбонатитах
  • Магнетитовые и магно-магнетитовые в скарнах
  • Магнетит-гематитовые в железных кварцитах
  • Мартитовые и мартит-гидрогематитовые (богатые руды, образуются по железным кварцитам)
  • Гётит-гидрогётитовые в корах выветривания.

Существует четыре основных вида железорудной продукции, использующиеся в чёрной металлургии:

  • сепарированная железная руда (обогащённая методом сепарации рассыпчатая руда),
  • агломерат,
  • окатыши,
  • железорудные брикеты.

Химический состав

По химическому составу железные руды представляют собой окиси, гидраты окисей и углекислые соли закиси железа, встречаются в природе в виде разнообразных рудных минералов, из которых главнейшие: магнетит (магнитный железняк), гематит (железный блеск или красный железняк); лимонит (бурый железняк, к которому относятся болотные и озерные руды), сидерит (шпатоватый железняк или железный шпат, и его разновидность — сферосидерит). Обыкновенно каждое скопление названных рудных минералов представляет смесь их, иногда весьма тесную, с другими минералами, не содержащими железа, как, например, с глиной, известняком или даже с составными частями кристаллических изверженных пород. Иногда в одном и том же месторождении встречаются некоторые из этих минералов совместно, хотя в большинстве случаев преобладает какой-нибудь один, а другие связаны с ним генетически.

Богатая железная руда

Богатая железная руда имеет содержание железа свыше 57 %, а кремнезёма менее 8—10 %, серы и фосфора менее 0,15 %. Представляет собой продукт природного обогащения железистых кварцитов, созданных за счёт выщелачивания кварца и разложения силикатов при процессах длительного выветривания или метаморфоза. Бедные железные руды могут содержать минимум 26 % железа.

Выделяют два главных морфологических типа залежей богатой железной руды: плоскоподобные и линейные. Плоскоподобные залегают на вершинах крутопадающих пластов железистых кварцитов в виде значительных по площади с карманоподобной подошвой и относятся к типовым корам выветривания. Линейные залежи представляют падающие в глубину клиноподобные рудные тела богатых руд в зонах разломов, трещиноватостей, дробления, изгибов в процессе метаморфоза. Руды характеризуются высоким содержанием железа (54—69 %) и низким содержанием серы и фосфора. Наиболее характерным примером метаморфозных месторождений богатых руд могут быть Первомайское и Жёлтоводское месторождения в северной части Кривбасса.

Богатые железные руды идут на выплавку чугуна в доменных печах, который затем переделывают в сталь в мартеновском, конвертерном или электросталеплавильном производстве. Небольшая часть добываемых богатых железных руд используется в качестве красителей и утяжелителей для буровых глинистых растворов. Отдельно выделяют процессы прямого восстановления железа, одним из продуктом которого является горячебрикетированное железо. Бедные и средние по содержанию железа руды в целях промышленного использования должны предварительно пройти через процесс обогащения.

Это интересно: Закалка стали У8 — технология и температура

Костомукшское месторождение

Еще одним важным регионом, где находятся месторождения железной руды в России, является Карелия. Здесь наличествует 26 месторождений и около 70 железорудных проявлений самых разных рудных формаций. Более практическое значение имеют формации железистых кварцитов, которые неплохо развиты в Западно-Карельской минерагенической зоне. Пальма первенства принадлежит Костомукшскому месторождению, которое считается самым крупным на Северо-Западе России. Запасы его руды насчитывают свыше одного млрд тонн со средним содержанием железа 32%.

Читать также: Как проверить нулевое положение штангенциркуля

Толща железистых кварцитов Костомукшского месторождения протянута полосой в 15,6 км. Она включает две залежи на глубине до 40 метров – основную и переслаивания. В основной залежи содержится до 70% всех запасов месторождения. Доминирующим рудным минералом выступает магнетит, из вредных примесей присутствует фосфор и сера. Руды Костомукшского месторождения легкообогатимые.

Также не стоит оставлять без внимания следующие железорудные месторождения: Корпангское (400 млн тонн утвержденных запасов), Пудожгорское (прогнозные ресурсы оцениваются в 302 млн тонн) и Койкарское (запасы оценены почти в 3200 тыс. тонн).

Обогащение железной руды

Обогащение железной руды

Так как в составе руд кроме необходимого железа есть множество примесей, то для получения максимального полезного выхода необходимо очистить породу, подготовив материал (концентрат) для выплавки. Весь процесс осуществляется на горно-обогатительных комбинатах. К различным видам руд, применяются свои приемы и методы очистки и удаление ненужных примесей.

Например, технологическая цепочка обогащения маггнитных железняков следующая:

  • Изначально руда проходит стадию дробления на дробильных установках (например, щековых) и подается ленточным транспортером на станции сепарации.
  • Используя электромагнитные сепараторы, отделяют части магнитного железняка от пустой ненужной породы.
  • После чего рудная масса транспортируется на очередное дробление.
  • Измельченные минералы перемещают на очередную станцию очистки, так называемые вибрационные сита, здесь полезная руда просеивается, отделяясь от легкой ненужно породы.
  • Следующий этап – бункер мелкой руды, в котором вибрациями отделяются мелкие частицы примесей.
  • Последующие циклы включают очередное добавление воды измельчение и прохождение рудной массы через шламовые насосы, удаляющие вместе с жидкостью ненужный шлам (пустую породу), и опять дробление.
  • После многократного очищения насосами, руда поступает на так называемый грохот, который гравитационным методом в очередной раз очищает минералы.
  • Многократно очищенная смесь поступает на обезвоживатель, удаляющий воду.
  • Осушенная руда опять попадает на магнитные сепараторы, и уже потом на газожидкостную станцию.

Бурый железняк очищается несколько по другим принципам, но суть от этого не меняется, ведь главная задача обогащения — получить наиболее чистое сырье для производства.

Результатом обогащения становиться железорудный концентрат, использующийся при плавке.

Руды металлов

Привет-привет! Многие из Вас, дорогие читатели, любят разного рода украшения. Одни из них делаются из золота, другие из серебра, платины или других ценных и красивых металлов. Но знаете ли Вы, что для того, чтобы добыть некоторые металлы, необходим целый трудный процесс?

В этом посте речь будет идти о рудах металлов, которые мы используем в своей жизни… 

Спрос на металлы за последние 200 лет так сильно возрос, что запасы руд некоторых металлов, особенно стратегически важных для промышленности, уже в XXI столетии могут исчерпаться.

Руды металлов

Некоторые металлы, золото например, часто находятся в чистом виде, но большинство выплавляют из руды.

Руда – это минеральное образование, которое содержит какой-либо металл или несколько металлов в концентрациях, при которых их извлечение экономически целесообразно. Иногда это бывают неметаллические полезные ископаемые.

Пожалуй, первым металлом, который привлек своей красотой и блеском внимание первобытных людей, было золото. Есть данные, которые свидетельствуют о том, что около 7000 лет назад начали получать медь из малахита

Отложения в породах

Вторичные отложения минералов образуются под действием ветра, морей и рек, они сообща разрушают горные породы и почвы, иногда их переносят на значительные расстояния и обычно откладывают в дельтах рек или понижениях рельефа.

Тут сосредотачиваются частицы минералов, которые потом, цементируясь, превращаются в осадочные породы, типа песчаника. Среди этих пород иногда скапливается железо, которое попадает туда из воды и формирует железные руды.

Интенсивные дожди в тропиках разрушают породы, которые содержат алюмосиликаты, оказывая на них химическое воздействие. Вымываемые ими силикаты образуют богатые бокситами (алюминиевыми рудами)породы.

В геологоразведке, в наше время, используются современная поисковая техника и научные методы. Часто геологические карты составляются с использованием космических фотоснимков. Расшифровывая эти снимки и карты, геологи получают необходимую информацию о породах и их структуре.

Иногда химические вещества, которые содержатся в растениях, грунте и воде, дают подсказку о местонахождении полезных ископаемых. Методы геофизики используются для этих же целей.

рудных отложений в породах ученные могут определить, измеряя с помощью специальных приборов даже слабейшие электрические, гравитационные и магнитные ответные сигналы пород.

Изыскатели, после обнаружение месторождения, бурят скважины, чтобы установить качество и размеры рудных залежей и определить экономическую целесообразность их разработки.

Существуют три способа добычи рудных месторождений. Открытым (карьерным) методом руду добывают там, где она выходит на поверхность или расположена недалеко от нее.

А с помощью драг добыча производится, когда руда обнаружена на дне озера или реки. Строительство подземных шахт – это самый дорогой вид разработки месторождений.

Повторное использование

Сейчас около 80 металлов используется в промышленности. Одни из них достаточно широко распространены, а другие редко встречаются.

Например, свинец составляет 0,0016% земной коры, медь – 0,007%, уран – 0,0004%, серебро – 0,000001%, олово – 0,004%, и золото – всего 0,0000005%.

Некогда богатые месторождения слишком быстро исчерпаются. Пройдет немного времени, и многие металлы окажутся дорогими и редкими. И поэтому, в наше время остро стоит задача повторной переработки металлического лома.

Уже сейчас, по оценкам экспертов, треть алюминия и половину железа, которые используются промышленностью, получают из лома.

Повторная переработка и использование снижают загрязнение окружающей среды и сберегают энергию, которая необходима для выплавки металлов из руд и их очистки.

Так что не спешите выбрасывать уже старые и ненужные металлические вещи, сдайте их на лом, и при этом, помогите сберечь ресурсы, энергию, и немного подзаработайте

Значение железной руды и сферы, в которых она используется

По преимуществу все отрасли, в которых задействованы эти полезные ископаемые, связаны с металлургической сферой. По большей части руду железа используют при выплавке чугуна с использованием конверторной или мартеновской печи. В свою очередь чугун широко применим во многих промышленных отраслях.

Сегодня крайне популярен и активно изготавливается и другой сверхпрочный, антикоррозийный сплав – сталь, для чего также используются железорудные ископаемые. Это наиболее популярный промышленный сплав, который славится устойчивостью к коррозии и высокой прочностью.

Стальные и чугунные материалы применяют в следующих отраслях:

  • ракетостроительная и военная промышленность, производство специальной техники;
  • машиностроение, включая изготовление станков и прочих заводских механизмов;
  • автомобильное производство (изготавливаются автомобильные рамы, элементы двигателей, корпуса и прочие механические узлы);
  • добывающая промышленность (производство тяжёлого добывающего оборудования и прочей спецтехники);
  • строительство – армирующие материалы, создание несущего каркаса.

Способы добычи

Способ добычи определяется в зависимости от индивидуального характера залегания рудного дела. Решающим обстоятельством конечно же выступает глубина.

Открытый

Как обычно, если полезные ископаемые расположены не далеко от поверхности земли (порядка 300 метров) и есть возможности для проведения большого объёма работ по вскрытию и перемещению грунта, то прибегают к созданию карьера. Мощными экскаваторами перемещают породы в отвалы, а дойдя до нижних слоев залежей, проводят окончательный анализ месторождения на процент содержания железа.

Окончательное решение принимает экспертная комиссия. В случае положительного результата, массы изъятой породы направляются на металлургические предприятия для дальнейшей переработки.

Закрытый

Хотя значительная масса железной руды добывается карьерным способом, но иногда приходится прибегать к строительству глубоких шахт. Происходит это в том случае, если искомые слои полезного ископаемого находятся на глубине порядка одного километра. Сам процесс заключается в прокладке вертикального ствола, от которого в дальнейшем ответвляются горизонтальные штреки.

При всех своих недостатках (дороговизна строительства и опасность эксплуатации), данный способ наиболее эффективен.

Также кроме этих двух способов в последнее время находит применение метод скважинной гидродобычи. Суть его заключается в том, что внутрь пробуренной скважины подаётся под значительным давлением вода. В результате чего, размытая струёй порода перемещается наверх.

Железная руда

Состав

Элементы, из которых состоит железная руда, представлены в виде смесей с минеральными составляющими, без железа в чистом виде или металлических примесей. Они могут быть смешаны с частицами известняка, глины или других компонентов, образованных в результате извержений или других природных явлений. Чаще всего, руды встречаются в виде:

  • сидерита, железного шпата;
  • бурого железняка, который называют лимонитом, для него характерно озерное или болотное происхождение;
  • гематита;
  • магнетита.

Железные руды могут иметь вид различных соединений:

  • солей;
  • гидратов;
  • просто окисей.

Поиск этих полезных составляющих элементов является кропотливым и трудоемким процессом. Более сложно извлечь металлические примеси из минералов.

В зависимости от количества полезных элементов, входящих в состав сырья, различают мономинеральные и полиминеральные руды.

Если мономинеральный ресурс включает в состав только один ценный минерал, то в полиминеральных ископаемых, важных составляющих металлов может быть более двух.

При наличии одного полезного минерала, железную руду называют простой, а при наличии нескольких элементов, такое сырье относят к комплексному виду

Входящие в состав комплексной руды, редкие металлические элементы, делают руду ценной и важной для извлечения и дальнейшего применения в машиностроении и приборостроении. Больше 80-ти химических элементов добывают из руды и применяют в производстве различного оборудования

По преобладанию какого-либо из минеральных элементов, руду разделяют на:

  • самородную;
  • фосфатную;
  • карбонатную;
  • сульфидную;
  • силикатную;
  • оксидную;
  • смешанную.

Из самородных руд добывают платину и золото. Геохимический железный состав и свойства таких минералов связаны с определенными горными породами. Эта связь способствует правильности выбора территориального расположения залежей золотосодержащих и других ценных видов руд.

В зависимости от промышленной ценности железных элементов, руда может быть вкрапленной или сплошной. Последняя, по составу, имеет большее соотношение ценных минералов к примесям или является разновидностью железного соединения, а вкрапленная – включает от 20 до 60 % частиц различных форм, которые необходимо извлечь из рудных пород.

Постоянный спрос на металлические изделия, с годами, корректирует минимальный процент содержания ценных минералов в руде, которую экономически выгодно добывать. Если в середине прошлого столетия вели разработку залежей с последующей переработкой железной руды, при содержании минералов не менее 60 %, то сегодня, благодаря современному оборудованию и постоянной потребности в сырье, используют руду, с содержанием метала, на уровне 25-30 %.

Методы обогащения горной породы

Прежде чем применить один из методов обогащения полученную руду необходимо измельчить, поскольку пласты могут достигать двух метров. Далее, применяется один или несколько способов обогащения:

Гравитационная сепарация

  • гравитационная сепарация;
  • флотация;
  • магнитная сепарация;
  • комплексный метод.

Гравитационная сепарация – один из лучших способов добычи. Этот способ стал широко применяться благодаря своей низкой стоимости. Гравитационную сепарацию применяют для разделения крупных и мелких частиц горной породы между собой. Применяют не только для железных, но и для оловянных, свинцовых, цинковых, платиновых и золотых руд. Необходимое оборудование состоит из виброплощадки, центробежной машины и спирали.

Метод магнитной сепарации основан на различии магнитных свойств у веществ. Благодаря этому свойству данный метод становится незаменим на производстве, когда прочие способы не дают нужного эффекта.

Магнитная сепарация

Магнитную сепарацию применяют для отделения неметаллических примесей от железной руды. В его основе простой закон физики – железо притягивается к магниту, а примеси смываются водой. Из полученного на магните сырья делают окатыши или горячебрикетированное железо.

Флотация – способ добычи руды, при котором частицы металла соединяются с пузырьками воздуха за счёт протекающей химической реакции. Для проведения флотационного разделения необходимо, чтобы полученная порода была однородной и все частицы были измельчены до одинакового размера.

Также важно учитывать качество реагентов, которые будут взаимодействовать с необходимым химическим элементом. На сегодняшний день флотация в основном используется для обновления концентратов железных руд, полученных в результате магнитной сепарации

В результате этого отработанные ранее руды дают еще 50% металла.

Довольно редко для получения необходимого сырья достаточно только одного способа разделения. Чаще всего применяют несколько способов и методик за один процесс обогащения. Суть комплексного способа заключается в измельчении, очищении спиральным классификатором от крупных примесей горных пород, обработки сырья в магнитном сепараторе. Данный распорядок повторяют несколько раз, пока не будет выработано максимум из сырья.

После обработки железной руды и получения металла в виде ГБЖ (горячебрикетированное железо), он отправляется на электрометаллургический комбинат, в котором выполняется производство металлических заготовок стандартных форм, а также нестандартных, по индивидуальному заказу. Иногда стальные заготовки могут иметь до 12 метров в длину.

Высокое качество металла обеспечивают передовые технологии его восстановления – электродуговая плавка, которая значительной мере снижает количество примесей.

После металлургического комбината сталь оправляется к конечным потребителям – машиностроительным, автомобильным предприятиям, для трубной, подшипниковой и метизной промышленности.

Где добывают руду

Добыча железной руды — одна из ведущих сфер хозяйственного комплекса РФ. Но несмотря на это, доля России в мировой добыче руды составляет всего 5,6%. Мировые запасы составляют около 160 млрд. тонн. Объем чистого железа достигает 80 млрд. тонн.

Страны, богатые рудами

Распределение ископаемых по странам выглядит следующим образом:

  • Россия — 18%;
  • Бразилия — 18%;
  • Австралия — 13%;
  • Украина — 11%;
  • Китай — 9%;
  • Канада — 8%;
  • США — 7%;
  • остальные страны — 15%.

Существенные залежи железной руды отмечены в Швеции (города Фалуня и Гелливар). В Америке обнаружено большое количество руды в штате Пенсильвания. В Норвегии металл добывается в Персберге и Арендали.

Руды России

Курская магнитная аномалия — крупное месторождение железной руды в РФ и в мире, в которой объем неочищенного металла достигает 30000 млн. тонн.

Интересно!Аналитики отмечают, что масштабы добычи ископаемых на рудниках КМА сохранятся вплоть до 2021 года, в дальнейшем будет наблюдаться спад. Площадь рудников Кольского полуострова составляет 115000 кв.км. Здесь добывается железная, никелевая, медная руды, кобальт и апатиты.

Горы Урала также входят в число самых крупных месторождений руды в РФ. Основной район разработок — Качканар. Объем рудных ископаемых составляет 7000 млн. тонн.

В меньшем объеме металл добывается в Западно-Сибирском бассейне, в Хакасии, Керченском бассейне, в Забайкальске и Иркутской области.

Ежегодная добыча железных руд в мире

составляет около 2,4 млрд. тонн (на 2010 год). По добыче железных руд в мире на 2010 год лидируют:

  1. Китай (около 900 млн. т);
  2. Австралия (более 400 млн. т);
  3. Бразилия (почти 400 млн. т).

Другими крупнейшими странами по добыче железных руд

в на-стоящее время являются: Индия, Россия, Украина, ЮАР, США, Канада, Иран, Швеция, Казахстан, В енесуэла, Мексика и Мавритания.

Основными поставщиками железных руд

на мировой рынок являются Бразилия, Австралия, ЮАР, Канада, Индия, Швеция, а крупнейшимиим-портёрами — Япония, США и Западная Европа.

В мире сформировалось несколько главных «железорудных мостов»:

  • Австралия → Япония и Западная Европа;
  • Бразилия → Япония, США и Западная Европа;
  • ЮАР → Япония и Западная Европа;
  • Индия → Япония и Западная Европа.

Общее мировое производство стали

составляет около 1400 млн. тонн в год (данные на 2010 год), причём 70% стали выпускали развитые страны, однако по регио-нам мира на первое место вышла зарубежная Азия (более 57%), за ней идут зарубежная Европа (16,5%), Северная Америка (11%) и СНГ (10%). Особенно плохо развитачёрная металлургия в странах Африки

В то же время, если развитые страны прежде всего уделяют внимание производ-ству качественных сортов стали, то развивающиеся страны — только ко-личественным показателям производства стали

Крупнейшими в мире сталелитейными странами

на 2010 год являлись:

  1. Китай (около 630 млн. т);
  2. Япония (около 110 млн. т);
  3. США (около 80 млн. т). Материал с сайта

Наиболее высокие душевые показатели производства стали были у стран Западной Европы, а абсолютным мировым лидером по производст-ву стали на душу населения является Люксембург.

В период НТР произошёл сдвиг чёрной металлургии

развитых стран к морю и к потребителю. Возникли крупные центры металлургического производства в портовых городах: Таранто (Италия), Дюнкерк и Фос (Франция), Токио и Тиба (Япония), Чикаго, Филадельфия и Балтимор (США). И в развитых, и крупнейших развивающихся странах сохрани-ли своё значение и старые районычёрной металлургии , ориентирован-ные на месторождения коксующегося угля, — Рур (Германия), Донбасс (Украина), Верхняя Силезия (Польша), Пенсильвания (США), Таншань и Фушунь (Китай), Дургапур и Бокаро (Индия), железной руды — Кри-вой Рог (Украина), Лотарингия (Франция), Дулут (США), Ухань (Ки-тай) Джамшедпур (Индия) или их сочетания — Аньшань и Шэньян (Китай).

Крупнейшими экспортёрами

продукциичёрной металлургии являют-ся Япония. Германия, Италия, Польша, Россия, Украина, Южная Корея. Основнымиимпортёрами — страны Западной Европы и США.

На этой странице материал по темам:

Вопросы по этому материалу:

Россия – земля, которую природа щедро одарила таким минеральным богатством как железная руда. Чтобы хотя бы примерно оценить это везение, достаточно представить роль металлических предметов в нашей жизни и перекинуть логический мостик к категориям производства.

Недаром времена, когда они только вошли в жизнь людей сотни веков назад, изменения в укладе и сознании человечества оказались настолько велики, что эпоха эта стала именоваться «железным веком».

Применение железа

Примечательным можно считать тот факт, что из самого Феррума, в его химически чистой форме, в мире практически ничего не делается и не производится. Данный элемент очень легко окисляется, вступая в реакции в кислородом или другими элементами. Так для чего нужна железная руда? Все просто. Феррум, обогащенный карбоном (сплав чугуна) – весьма и весьма популярный материал. Чугун может или служить самостоятельной единицей для изготовления каких-либо вещей и предметов, или же быть промежуточным звеном между железом, и сталью.

Сталь – это сплав железа, углерода и других элементов. Железа должно быть не менее 45%, карбона – от 0,02 до 2,14 процента. Если выше 2,14% – это уже чугун. И уж сталь-то, в десятках своих вариаций, в наше время используется практически везде. Машиностроение, авиация, приборостроение, космические постройки, ядерная энергетика, медицина (существует даже термин – хирургическая сталь), оружейная отрасль (как холодное, так и огнестрельное), сельхозинвентарь, строительная продукция и т.д. За счет такой популярности стали, смело можно утверждать, что ни один металл периодической таблицы не используется так интенсивно и в таких количествах на Земле, как железо.

Действительно, сфер производства продукции железной руды, а также соединений и сплавов на основе Феррума – просто не счесть. Однако, в будущем, при таких темпах и масштабах добычи, перед человечеством могут встать два вопроса: что делать, когда запасы этого металла в недрах нашей планеты станут иссякать? И как поступать с теми гигантскими котлованами по всей планете, которые остаются после проведения добычи железной руды открытым способом.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий